道路橋梁工程材料質量檢測重要性及檢測要點分析

沈朝勇

（新疆西域公路建設集團有限責任公司，烏魯木齊830000）

1 工程概況

國道216線喀拉通克鎮到索爾庫都克段第KS-1標段位于富蘊縣喀拉通克鎮規劃火車站南側，起訖點為K222+950～K248+000，全長25.05 km，途經G216東側山前沖洪積扇、低山丘陵走廊，主要工程內容為路基、路面、橋梁、涵洞、路線交叉、沿線設施、交通工程等。

項目區域為準格爾盆地東北部，無河流分布，局部夾雜旱谷以及暫時小型水洼地，區域氣候為溫帶-寒帶大陸干旱氣候區。項目所在區域夏季短暫炎熱，年均溫在3.0～4.0℃；春旱多風少降水，年降雨量在189.6 mm左右，最大風速為27 m/s；冬季漫長寒冷，最大凍土深度可以達到172 cm。同時現場路線得出路段不良地質現象為地震液化、風積雪、強震區。

2 道路橋梁工程材料質量檢測的重要性

在道路橋梁工程開展過程中，水泥、鋼筋、骨料等材料必不可少，只有保證上述材料的質量與設計要求相符，才可以保證整體工程的質量。而質量檢測是驗證水泥、鋼筋、骨料、外加劑質量與設計要求相符與否的主要手段，可以及時驗證混凝土材料質量與設計要求之間存在的差距，及時提供優化方案，保證混凝土材料質量，減少道路橋梁工程質量隱患。比如，作為混凝土的構成材料，水泥的質量直接決定了混凝土材料性能。通過進行質量檢測，可以及時發現強度性性能差、與其他配料相容性不佳的劣質水泥，規避混凝土結構缺陷問題。

3 道路橋梁工程材料質量檢測存在的不足

當前，部分道路橋梁工程在材料質量檢測過程中存在的問題包括：試驗操作手法不規范，環境條件控制不規范，檢測設備量程精度不夠，原始記錄填寫不規范，檢測報告所用法定計量單位不規范，操作者對材料檢測方法原理不熟悉，材料檢測過程中沒有設置通風排放以及有害物質防護裝置，等等[1]。上述問題的存在，不僅影響了道路橋梁工程材料質量檢測結果準確性，而且對道路橋梁工程的順利推進造成了較大的負面影響。

4 道路橋梁工程材料質量檢測要點

4.1 路基、路面、中間帶排水

路基排水主要用材料為M10砂漿，砌筑C30混凝土預制板加固排水溝梯形斷面。為確保M10砂漿與設計要求相符，檢測者可以利用砂漿水分測定儀、砂漿稠度測定儀與一級試驗機，對拌和完畢的M10砂漿的保水率、稠度、28d抗壓強度進行檢測。需要注意的是，在M10砂漿材料質量檢測時，檢測者應將根據設計比拌和的砂漿一次性裝滿砂漿試驗模具，人工振搗成型后在20.0℃環境下靜置24 h。進而在標準養護室（溫度20.0℃、濕度95%）養護28 d后，依據1 500 N/s的速度持續加荷載至試件破壞，記錄、計算破壞荷載與抗壓強度。

路面排水主要利用S12瀝青砂現場澆筑攔水帶，配合陶瓷制品制作的急流槽排出表面積水。對于S12瀝青砂，檢測者需要依據GB/T 14684—2011《建設用砂》的相關要求，利用比色法，對瀝青砂石粉含量進行檢測，同時對瀝青砂表觀密度、堆積密度、吸水率進行重復2次測試；而對于陶瓷制品，檢測者可以根據《陶瓷制品檢測及缺陷分析》的相關要求，進行建筑陶瓷表面耐磨性、抗龜裂與沖洗、規格尺寸的檢測。

中間帶排水主要是利用AC-5砂礫式瀝青混凝土鋪筑10.0 cm厚砂礫墊層。為判定AC-5砂礫式瀝青混凝土與設計要求相符與否，檢測者應依據JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》的相關要求，利用馬歇爾試驗法，在馬歇爾擊實儀中雙面分別擊打75次表干法處理的試件，計算AC-5砂礫式瀝青混凝土的瀝青飽和度、穩定性、流值、毛體積相對密度與空隙率、間隙率[2]。

4.2 特殊路基

鹽漬土是該工程案例常見特殊路基，全長達到了30 596.6 m，需要利用非鹽漬土換填后鋪設土工布的方法處理。根據GB/T 17640—2008《土工合成材料長絲機織土工布》的相關要求，兩布一膜復合土工布各結構層應滿足：布≥150 g/m；膜≥3 mm/m；布≥150 g/m。CBR頂破強度與極限伸長率、撕破強度分別≥3.0 kN、30.0%、0.42 kN，且厚度超過0.3 mm。根據上述要求，檢測者可以根據各指標之間的關聯性進行檢測。比如，在檢測土工布抗堿性與酸性溶液性能時，可以將土工布試件完全浸漬在酸性、堿性溶液中，進行浸漬前后拉伸性能、尺寸、單位面積質量的測定與計算；再如，在土工布CBR頂破強度檢測時，檢測者可以利用專門的土工布CBR頂破試驗儀，依據GB/T 14800—2010《土工合成材料靜態頂破試驗（CBR法）》的相關要求，裁剪試樣，放入夾具內擰緊，調整加壓系統高度并將頂壓速度調整至60.0 mm/min后記錄頂力變形曲線，至試樣破壞。

4.3 新舊路基銜接處理

新舊路基銜接處理需要利用Ⅳ級及以上的土工格柵，JTG/T D32—2012《公路土工合成材料應用技術規范》要求道路橋梁工程新舊路基銜接用土工格柵縱向標稱抗拉強度伸長率應在13.0%以下，每延米極限抗拉強度縱橫向應超過100 kN/m，縱橫向2.0%伸長率拉伸、焊接極限剝離力則應分別大于55 kN/m、30 N。依據上述要求，檢測者可以利用專業的延伸率檢驗機、極限拉力試驗機進行檢測。需要注意的是，若單向塑料土工格柵應用于長時期受力加筋工程，檢測者應對其蠕變性能進行實驗，即依據BS EN ISO 10319∶2015《土工織物 寬條拉伸試驗》的相關方法，在室溫下測試樣品的拉伸強度。此外，在進行蠕變測試時，通過記錄10.0%土工格柵的蠕變強度表征時間進行施加荷載、土工格柵拉伸強度比值的計算。

4.4 水泥檢測

GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》對道路橋梁工程中硅酸鹽水泥強度提出了明確的要求，涵蓋了水泥中鋁酸三鈣含量（＜8.0%）、氯離子含量（＜0.06%）、總堿含量（＜0.6%）多個方面。依據上述要求，應對水泥中鋁酸三鈣、氯離子與總堿含量進行檢測。對于水泥中鋁酸三鈣，可以利用EDTA標準溶液滴定法，通過EDTA標準溶液與水泥熔融處理后制備的測試液反應測定三氧化二鐵的含量，進而根據計算的滴定度、EDTA含量，確定鋁酸三鈣的含量。而對于水泥中氯離子含量測定，需要檢測者分別利用硫氰酸銨標準滴定液配合硫酸鐵銨指示劑溶液進行測定。對于水泥中總堿含量測定，由于水泥總堿來源存在差異，檢測者可以根據堿來源選擇不同的檢測方法。比如，對于水泥、混凝土膨脹劑、摻合料引起的堿含量上升，可以利用GB/T 176—2017《水泥化學分析方法》測定總堿；而對于因化學外加劑加入而帶來的堿，可以根據GB/T 8077—2012《混凝土外加劑勻質性試驗方法》，測定水泥中總堿含量。

4.5 鋼筋檢測

鋼筋的質量對于道路橋梁整體質量乃至運行安全均具有較大影響。檢測者可以依據JGJ/T 152—2019《混凝土中鋼筋檢測技術標準》的相關要求，利用電磁感應法、雷達法、直接法，進行鋼筋間距、公稱直徑、力學性能、銹蝕形狀的檢測[3]。需要注意的是，在檢測之前，檢測者應利用校正介電常數的試塊對儀器進行校正，特別是雷達儀器，即根據雷達儀器在試件上的掃描結果進行鋼筋軸線的標記以及鋼筋平均間距的計算，確定雷達儀器檢測值、實際量測值之間的差值與標準要求相符。對于鋼筋公稱直徑、力學性能，可以采用直接法檢測，即取樣稱量檢測鋼筋公稱直徑、力學性能；而對于鋼筋銹蝕形狀，因鋼筋腐蝕后截面面積會出現損失，需要結合前期力學性能檢測時確定的實際受力面積，利用電磁感應法鋼筋探測儀，進行檢測，并判定鋼筋的耐久性[4]。

4.6 骨料檢測

JTG/T 3650—2020《公路橋涵施工技術規范》對道路橋梁工程中骨料使用的一般技術要求進行了明確，涵蓋了堿骨料潛在活性（不引起堿、集料堿化學反應）、粗骨料含泥量（＜0.7%）、泥塊含量（＜0.25%）、堅固性（質量損失＜10.0%）以及細骨料含泥量（＜1.0%）、泥塊含量（＜0.5%）、堅固性（質量損失＜5.0%）[5]。根據上述要求，應對骨料的質量進行檢測。對于堿骨料潛在活性，主要以測定骨料中堿含量為對象，考慮到骨料中堿含量直接測定難度較大，檢測者可以先進行骨料中氯離子含量的計算，進而利用氯離子含量檢驗方法進行骨料中堿含量的折算?；蛘呃肑GJ 63—2006《混凝土用水標準》提及的堿含量變化計算公式，通過試樣在馬弗爐中熔融消解處理后，在原子吸收火焰光度法下對骨料的浸出液進行測定。

對于骨料的含泥量、泥塊含量檢測，可以利用烘干法，配合浸泡、烘干、淘洗工序，測定骨料石（即粗骨料）的含泥量?；蛘呃蔑柡退?，配合浸泡、淘洗工序，測定骨料砂（即細骨料）的含泥量。

對于骨料堅固性，檢測者可以利用專門堅固性測試用恒溫養護設備，結合SL/T 352—2020《水工混凝土試驗規程》的相關規定，配置硫酸鈉溶液并倒入試驗設備中。進而將篩分完畢的粗細骨料浸沒到設備內，硫酸鈉溶液與粗細骨料的體積比應大于5/1。同時調整溶液溫度在22.5℃±2.5℃之間，完成后記錄粗細骨料質量損失并計算粗細骨料質量損失百分率，以此判斷粗細骨料堅固性。

4.7 外加劑檢測

減水劑、膨脹劑、混凝劑、引氣劑等外加劑是降低混凝土澆筑與成型階段水化放熱的主要材料，可以在控制溫度裂縫形成。但是不同外加劑化學成分之間極易存在沖突。因此，在混合使用多種外加劑時，應對外加劑進行兼容性測試。在測試時，檢測者應利用實際生產配合比進行水膠比計算，進而計算實驗水膠比。在這個基礎上，利用實際配比利用的原材料，先加入砂、膠凝材料攪拌10.0 s左右，再加入水、外加劑攪拌后，進行擴展度試驗。擴展時分2層，每一層插入振搗15次，進行測展度測量，萘系外加劑、羧酸外加劑擴展度應分別在270 mm±20 mm、350 mm±20 mm左右，若與上述要求不符，則需要增加（或減少）外加劑摻和量至擴展度合格。

一旦外加劑中氯離子檢測與要求不符，混凝土耐久性將下降，因此，應依據GB 50119—2013《混凝土外加劑應用技術規范》，進行外加劑中氯離子含量的檢測。檢測時可以利用自動電位滴定儀，配合銀電極、甘汞電極，利用硝酸銀溶液進行外加劑滴定，通過求解硝酸銀溶液濃度，可以得出試樣中氯離子含量。需要注意的是，在滴定過程中，使用銀電極前，檢測者應利用細砂紙將電極擦亮方可緩慢浸入稀硝酸溶液內直至出現氣體，進而將電極沖洗干凈代用；對于甘汞電極，則需要拔出電極上端橡皮塞，保證滴定過程順利進行。

5 結語

綜上所述，作為交通建設的重要基礎設施，道路橋梁工程在現代社會發展進程中發揮著至關重要的作用，對其長期使用過程中安全性也具有較高的要求。為了從源頭保障道路橋梁的質量安全，檢測人員應根據特殊路基要求，及時進行水泥、外加劑、骨料、鋼筋等材料檢測，避免劣質材料應用到道路橋梁工程中，保證道路橋梁的總體質量。